“迷宫”沉淀池与斜管沉淀池应用比较

关伟平，纪取文，陈纯辉
哈尔滨市自来水公司，哈尔滨　　150010

　　摘要：根据“迷宫”沉淀池应用中出现的问题，提出解决办法，同时针对斜管沉淀池进行比较分析，“迷宫”池沉淀效率高于斜管沉淀池的效率。并且从各种角度更深入地研究“迷宫”沉淀池和斜管沉淀池。
　　关键词：迷宫；斜管；效率分析
　　中图分类号：TU991.23
　　文献标识码：B
　　文章编号： 1009－2455(2000)02－0014－02

　　自1904年年哈真提出：在沉淀中分散而非结绒颗粒的沉淀效果是以颗粒的沉淀速度与池子面积为函数。而与池深、沉淀时间无关的基本原理以来，对于分散颗粒沉淀的研究工作大致集中在两个方面：一是增大沉淀面积，使沉淀向“浅池”方向发展；二是改变沉淀的水力条件，促使颗粒沉淀处于稳定层流的环境。
　　斜板、斜管沉淀池实验是“浅池”实用化的产物，是向着理想沉淀池的逼近。其沉淀界限是理想沉淀池，它的沉淀效果不能超过理想沉淀池状态下的效果。
　　而侧向流翼片斜板沉淀池（以下简称“迷宫”沉淀池）是依赖于涡流区的强制分离作用和环流区的沉淀良好水力条件，具有高效沉淀的特点，是一种新的具有良好发展前途的沉淀装置。

1　“迷宫”沉淀池应用情况分析

　　国内水厂采用“迷宫”沉淀池工艺已屡见不鲜。其中以哈市第三水厂30×10⁴ m³／d处理能力的“迷宫”沉淀池最具有代表性。它是1984年～1987年通过模型、半生产性试验及大型生产性试验后于1991年竣工投产的。通过几年来的生产运行，积累了大量的生产经验和技术数据。哈市供水三厂“迷宫”沉淀池共6座，每池5×10⁴m³/d。单池结构尺寸为总长18.90m，宽20.96m，深5.3m。迷宫斜板区长度7m（后又增加2m），宽21m，深度3.6mｍ，分4层，斜板的底板距离9cm，翼片间距6cm，设计断面流速8mm/s，主流区流速24mm/s，“迷宫”板采用UPVC塑料板四折形式，不锈钢框架吊装而成，排泥采用机械行车刮板式排泥。
　　经过多年的生产运行，获得了许多有关“迷宫”沉淀池的技术参数，这些将对今后“迷宫”池的推广应用起到借鉴的作用。
1.1　空塔流速
　　空塔流速是“迷宫”池重要的技术参数。笔者认为该值在6mm/s左右为宜，哈市供水三厂为8mm/s，稍显过大。
1.2　“迷宫”斜板区长度
“迷宫”斜板区长度的大小直接影响着整个沉淀池的效能，太短沉淀效果不好，太长则占地、投资大，一般以Ｌ＝10 m左右为宜。
1.3　层数及深度
　　层数一般为3层为好，深度为3 m左右为佳，可加大单层斜板的长度，控制翼片斜板的层数，减少沉淀物在层间下滑传递次数，同时要处理好层间的衔接方式，使上层滑下的沉淀物直接落入下层斜板翼片区内及斜板上。
1.4　“迷宫”支架材质
　　“迷宫”支架材质宜采用1Cr18Ni9Ti不锈钢材质，由于供水三厂采用的是0Cr13Ni不锈钢材质，抗腐蚀能力不强，特别是局部连接点，更易出现脱落现象，直接影响池体寿命。现在有采用塑钢代替不锈钢材质，其效果更好。
1.5　排泥设备
　　排泥宜采用机械排泥，并且采用链条式机械行车刮泥为佳，同时配有定时泥位计，自动清除沉淀污泥。
1.6　阻水板的设置
　　在翼片斜板区与沉淀池侧面墙壁之间应设立阻水板，防止原水形成股流穿透，影响出水水质；斜板区底部与沉泥区之间也应设立阻水板，防止原水形成股流穿透，将沉淀物冲走影响出水水质。
1.7　布水及集水方式
　　布水宜采用花墙和缝隙布水墙等方式布水。在斜板区前端设前过渡段。沉淀池出水，应采用上层集水或中上层集水方式。在斜板区的后端，设立后过渡段。

2　“迷宫”沉淀池与斜管沉淀池的比较

　　在进行“迷宫”池模拟及小试试验中，对“迷宫”及斜管间的沉淀效率进行了试验分析，试验采用比体积为度量，即生产单位流量水所需要的容积体积来比较，比体积愈小说明达到同样的沉淀效果所需要的沉淀装置的体积愈小，同时也说明其沉淀效率愈高。结果如下：“迷宫”沉淀池是斜管沉淀池效率的2倍。当然，这仅仅是模拟小试的结论，还应通过大型生产运行来对比。
　　针对模拟试验情况，我们又对供水三厂30×10⁴ m³／d“迷宫”处理系统和供水四厂4.5×10⁴ m³／d斜管处理系统进行了生产性比较。双方比较的条件相等或相近。如：原水条件、投药条件、混凝效果及沉淀负荷等，几乎在同等条件下进行比较。经过多次测试“迷宫”沉淀池和斜管沉淀池出水几乎差不多，一般为4～6°左右，“迷宫”池最好的出水为1°左右，斜管池最好出水为3°左右。假定两者出水浊度相同，比较两者比体积流量，可知“迷宫”池为 24.8，斜管沉淀池为37.5，则“迷宫”池沉淀效率是斜管的1.5倍左右。
　　无论是模拟小试，还是生产运行对比，都证明了“迷宫”沉淀池的效率高于斜管沉淀池的效率。

3　结论

3.1　“迷宫”沉淀池通过涡流区的强制分离作用和环流区的沉淀良好水力条件，是其高效沉淀的主要原因。
3.2　“迷宫”沉淀池无论是模拟小试及生产运行对比其沉淀效率高于斜管沉淀池。
　　但“迷宫”沉淀池是一种新型的沉淀装置，在实际应用中也存在着许多问题，这些问题在今后应用中加以逐步改进。

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作者简介：
关伟平（1963 －）男，高级工程师。